Способ заполнения трубопровода криогенной жидкостью

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) 01) 1) Г 17 О 1/00 АНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н АВТОРСНОМ ЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР(71) Институт комплексных транспортных проблем при Госплане СССР(56) 1. Иванцов О. М. и др, Ниэкотемпературнне газопроводы. М "Недра",1980, с. 168-169.,2. Авторское свидетельство СССРИ 752116, кл. Г 17 0 1/04, 19793. СаФонов В.С, Исследование нестационарных тепловых и гидродинамических йроцессов, связанных с пускоми эксплуатацией трубопроводов охлажденного и сжиженного природного газа.АвтореФ. дис. на соиск. степени канд.техн, наук. М., 1979, с.13.Там же, с, 13 24 (прототип).(54) (57) СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТЬ)0, преимущественно сжиженным природным газом,включающий прокачку холоднбй паровойФазы, запуск разделительного устрой"ства и закачку,под противодавлениемжидкостио т л и ч а ю,щ и й с ятем, что, с целью снижения противодавления, после запуска разделительного устройства эакачивают пор.цию жидкости, массу которой выби"рают из условия ее полного испаре-.ния к концу трубопровода, затем запускают дополнительное разделительное устройство, после чего эака-чивают жидкость.10Изобретение относится к нрио генной технике, а более конкретнок способу ааполнения трубопроводакриогенной жидкостью, и может бытьиспользовано например, при запускетрубопроводов сжиженного природногогаза,Известен способ ваполнения трубо"провода криогенной жидкостью путемего предварительного охлажденияза счет прокачки холодной паровойфазы с последующей подачей в трубо"провод криогенной жидкости, При достаточной степени првдварительноГоохлаждения трубопровода этот способ. позволяет обеспечить однофаэность потока жидкости на входе в.насос 13,Однако предварительное ох"лаждение трубопровода газом удлиняет время его заполнения в связис низкой эффективностью процессатеплоотдачи от стенки трубопрово"да к газу.Известен способ заполнения трубопровода криогенной жидкостью,согласно которому предотвращениевыброса жидкости из трубы обеспечивается путем выпуска образовав"шейся в результате кипения паровойфазы в атмосферуЯ.Однако реализация этого способа связана с существенным усложнением конструкции трубопровода.Известен способ заполнения трубо" провода криогенной жидкостью,при котором с целью предотвращения вски. пания жидкости и появления в трубопроводе двухфазного потока производят предварительную прокачку через него холодной паровой фазы, а затем заполняют его криогенной жидкостью, поддерживая постоянное противодавление превышающее давление насыщения жидкости на фронте ее .движения в конце заполнения трубопровода 3)Поскольку в конце заполнения трубопровода давление насыщенных паров жидкости значительно превосхо". дит номинальное значение, выбираемое иэ условия обеспечения бескавитационной работы насасов, то для предотвращения разрушения трубопровода необходимо ввести достаточно большой коэффициент перегрузки, Последнее приводит к увеличению толщины стенки трубопровода. а значит и его металлоемкости, что,в свою очередь, потребует дополнительного расхода паровой фазы на захолаживание и увеличения противо давления при заполнении жидкостью,Наиболее близким к изобретениетехническим решением является способ заполнения трубопровода криогенной жидкостью например, сжиженным природным газом, включающий прокачку холодной паровой фазы, запуск разделительного устройства и закачку под противодавлением криогенной жидкости, С целью сохранения однофаэного состояния жидкости, противодавление в конце заполняемого участка трубопровода регулируется таким образом, чтобы термодинамические параметры жидкости на гра" нице раздела фаз изменялись по ме 20 ре заполнения зквидистантно состоя" 5 ЗО 35 40 45 50 55 нию насыщения жидкости на фронте ее движения 13.Недостатками известного способа являются необходимость обеспечения запаса прочности трубопровода, значительно превышающего расчетное значение ввиду высокого противодавления в конце его заполнения, а также необходимость дополнительного повышения давления перед насосами для обеспечения их бескавитационной работы,Целью изобретения является снижение противодавления в трубопроводе,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу заполнениятрубопровода криогенной жидкостью,включающему прокатку холодной паровой фазы, запуск разделительногоустройства и закачку под. противодавлением жидкости, после запуска разделительного устройства закачиваютпорцию жидкости, массу которой выбирают из условия ее полного испарения к концу трубопровода, затем осуществляют запуск дополнительногоразделительного устройства, после чего закачивают жидкость.На чертеже изображен участок трубопровода сжиженного природного га-,за (СПГ).Предлагаемое устройство , осуществляющее способ, содержит станции3 и 1, а также основное и дополнительное разделительные устройства 5 и6, между которыми расположена порция жидкости 7. Основная масса СПГ 1,1037016 участка трубы и насосов , захолаживая их до температуры основной массы СПГ. После выведения иэ трубы разделительного устройства 6 процесс заполнения трубопровода заканчивается. При этом паровая фаза, равная по массе порции жидкости 7, может быть использована для предварительного захолаживания последующего участка трубопроводаПриняв , что теплоиэоляция 2 полностью исключает внешний теплоприток к трубе 1,массу " щ.порции жидкости 7 можно определить из условия ее полного испарения к концу трубопровода по формуле втрс 1 ймк )щ )а4 аааааа а %тагде в - масса трубы (беэ теплоизолят 9ции) между двумя насоснымистанциями;с - удельная теплоемкость материала стенки трубы;й - нацальная температура трубы,те. температура трубы послеее предварительного захолаживания паровой фазой;1 - температура основной массыфьг - скрытая теплота парообразования жидкости при давлениизаполнения трубопровода.Использование предлагаемого заполнения трубопровода криогенной жидкостью позволит снизить противодав ление в трубопроводе, цто при прочих равных условиях приводит к уменьшению толщины его стенки и, как. следствие, к снижению металлоемкости; предотвратить резкое испарение криогенной жидкости и снижение температуры стенки трубопровода ниже расчетной, на которую рассчитан металл труб исходя иэ свойств его хладостойкости; не проводить упрочнение корпусов насосов в связи с тем, что давление:на входе насосной станции в процессе запОлнения трубопровода не превосходит номинального значения, выбранного из условия обеспечения бескавитационной работы насогов,Заказ 5978/38 Тираж 48 ПодписноеаВНИИПИ. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,